化粧が高温環境下の発汗反応及び選択的脳冷却機構に及ばす影響
金沢大学

田辺医学部

実• 永坂鉄夫

Six healthy males were subjected to the following two experiments in a climatic chamber
at ambient temperature of 28℃ .
Experiment 1) To confirm whether the makeup of the face suppresses sweating responses
during exercise atl.5,2.5and3.5kp.Thefrequency of sweat expulsion (F5w) and sweat rate (Msw)
on the forehead of right (makeup) and left (non-makeup) sides were measured. Fsw on the make­up side always synchronized with Fsw on the non-makeup side. There was no difference of Msw
between both sides.
Experiment 2) To investigate whether this suppression of evaporative heat loss from thehead hinders the selective brain cooling during hyperthermia induced by head-out sauna
Tympanic (Tty) and esophageal (Tes) temperatures and blood flow in the angularis oculi vein
(Q。v) were measured. When a hood was applied over the head of subjects after thermal equilibrium
was obtained, Tty became to be higher than that of Tes, even with a gradual increase of Q。V・These results suggest that cosmetics on the face do not suppress evaporative heat loss
from the face during exercise. When the whole head is covered, however, it would be dangerous
for the brain cooling.

1緒言で、 低温の動脈血が脳組織を冷却する。ヒト 3 -4)の選択的脳冷却機構は偶蹄類の それとはやや異

脳は代謝の高い臓器であると同時に、 熱に極めな っている。高体温時、ヒトは頭部や顔面に多量て弱く脳温が39. 5-40. 5℃に達するとその機能障の汗をかく。汗の蒸発に伴い、 頭皮や顔面、 およ害が発生し、 意識喪失、 血圧低下などのショック

ぴ同部皮下の静脈血が冷却される。低温の静脈血状態を起こす。これを防ぐ機構として、 生体にはは眼角静脈や導出静脈を経由して頭蓋底の静脈叢

高体温時に脳温だけを選択的に低く保つ機構が発（海綿静脈洞）に流入し、 その結果、 頸動脈血温達している（選択的脳冷却機構）。偶蹄類 l - 2) なが低下し、 脳温は低く保たれる（図1)。

どではパンティングにより多量の静脈血が鼻粘膜

通常、 化粧に用いられるいわゆるファンデーで冷却され、 頭蓋底の静脈叢に流れ込む。頸動脈ションなどは皮旧に比較的厚く塗られるため高体は網状にこの静脈叢を貫通しており、 脳に向かう温時の顔面の汗の蒸発を阻害すると共に、 その成動脈血は静脈叢を通過する際に冷やされ、 次い分によっては顔の 皮膚と外気の間の熱絶縁層となり、 顔面からの熱放散の減弱、 ひいては導出静脈血流による脳の冷却効率を弱める可能性がある。

Effect of cosmetics on sweating andしかし、selective brain cooling inとの程度影響されるのかを温熱生理学的立場から

hyperthermic humans
Minoru Tanabe
Faculty of Medicine,
Kanazawa University

ヒトの選択的脳冷却効率が化粧によって詳細に検討した報告はない。
本研究では、 化粧の有無が暑熱負荷時の体温上昇に伴う前額部の発汗反応、 眼角静脈の血流動態及び脳冷却効率にいかに影響するか検討した。

-122-

化粧が高温環境下の発汗反応及び選択的脳冷却機構に及ぼす影響

眼角静脈

顔面静脈

内頸静脈

図12

実

頭蓋内外の静脈の走行

2. 2. 1 実験手順

験

被験者は毎回定められた時刻にショ ー ツのみを本研究はすべて環境温28. 0土0.5℃、 相対湿度着用した裸体で人工気象室に入室した。 下記の化40土3%に調節した人工気象室(TBS-6-S、Tabai

粧の手順に従って被験者の顔面の右半面に化粧を-ESPEC、Osaka)にて行った。

行った。 その後、自転車エルゴメ ー タ ー のサドル

2. 1被験者に前額の左右に発汗カプセルを両面テ ー プで貼付に座り少なくとも30分以上の安静を得た。 この間
本実験の被験者は、 健康な成人男子6名であっした。 温度平衡が得られた後、 毎分50回転のリズた。 著しい肥満、痩身者は被験者から除いた。 被ムで自転車エルコメ ー タ ー 運動を30分間行った。

験者には、実験の主旨、 手順を十分に説明した上運動強度は10 分毎に段階的に1. 5kp、2. 5kp、で、 実験に際して危険性がないことを理解しても3.5kpと増加させた。

らい、実験に協力してもらった。 実験に際して食2. 2. 2

事性熱産生の影響を取り除くため実験開始前3時間は絶食とした。

化粧の手順

2. 2. 2. 1

化粧用コットンに約2mlの柔軟化粧水を含ませ、顔面皮膚を十分に拭く。

2. 2運動実験

2. 2. 2. 2 化粧用コットンに約2mlの乳液を含ま自転車エルゴメ ー タ ー 運動により被験者の深部体温を体内から段階的に上昇させた。 この体温上せ、顔面の右半面につける。
2. 2. 2. 3

収れん化粧水をコットンに約2ml含ま

昇に伴う発汗反応（発汗拍出頻度、 発汗量）が化せ、軽く叩くようにしながら顔面の粧の有無によりいかに影響されるか検討した。

右半面につける。

-123-

2. 2. 2. 4

2. 2. 2. 5
2. 2. 2. 6

その後ファンデ ー ションをやや厚め

度 センサ ー (HMP36ASPF、 バ イサラ社、東京）にに顔面の右半面にのばしながらつけより測定し、記録器(INR-6041、TOA、東京）にる。

チャ ー トスビ ー ド6cm/minの速さで記録し、同時バフに十分量のパウダ ー をとり、にフロッピーにlOHzのサンプリング周期で収録し顔面皮膚全体に叩くようにつける。

た。発汗拍出頻度は左右の2ケ所の相対湿度の変以上の化粧は同一化で同期した発汗波について各運動強度の終了前験者が 各被験者1分間の値を計測した。に行った。
2. 2. 3

2. 3

測定項目

発汗量 (m ,w): 前額の中心から左右にそれぞ体加温実験

体加温装置によりに被験者の深部体温を体外よプで貼付り加温し維持した。汗の蒸発に伴う熱放散量が抑し、換気カプセル法により出 o w を測定した。カプ

制された時の選択的脳冷却効率と眼角静脈の血流セル内の空気の絶対湿度はその相対湿度から以下動態を検討する目的で、被験者の頭部全体を 一 時の式にて算出した。

的にフー ドで覆った。

れ4cm の部位に発汗カプセルを両面テ

H

D= 100•804•

1 + 0. 00366t

ーEs

FlowPoarea

2. 3. 1

但し、 D: 絶対湿度(g/m )=(mg/1)
3

実験手順（図2)

人工気象室内に設置した市販の体加温装置（ス、H: 相対湿度（％）

エット、M.A-800、ファミリ ー 社）内に、被験者はt : 環境温度（℃）

ショ ー トパンツのみを着用し、頭部のみを露出しEs: t℃における飽和水蒸気圧(mmHg)た状態で座位にて30分以上の安静を得た。そのPo: 標準気圧(mmHg)

後、顔面に送風をし つつ体加温装置内の温度をFlow: カプセル内の気流量(0. 51)50℃まで上昇させ全身を40分間加温した。その後

area: カプセルの面積(0. 785cmり

深部体温が一定になるように加温装置を 調節し圧縮N2ガスから減圧弁を介してカプセル内に流た。深部体温、発汗巖が平衡状態に達した後、(SEC-

10分間一 時的に被験者の頭部全体をビニ ー ル製の400MK3、エステック、京都）により毎分500士

フ ー ドで覆い顔面・頭皮からの汗の蒸発を抑制し2叫に調節した。カプセル内空気の相対湿度は湿た。

入する気流量はマスフロー

コントローラー[:Protocolr--ff-30

゜

Ta 28 ° C, 40% RH
fanning (1.5 mis)

body warming
40
TIME (min)図2体加温実験の手順-124-607080

化粧が高温環境下の発汗反応及び選択的脳冷却機構に及ぼす影響

2. 3. 2工業、横浜）に収録し、 サ ー モ分析システム（サ測定項目

食道温(T.,): 躯幹部の深部体温の指標としてー

モスキャナ ー プログラム、金沢コントロ ー ル機

T, ●を用いた。 鼻孔から 42cm挿入し食道内の右心器、 金 沢）を介し、 30秒毎にコンピュ ー タ ー

房位で最も高い 温度を示す位置 に留置したT,'測(PC-9801VX、 日本電気、東京）に入力した。

定素子(PZL-74、Technol Seven、横浜）で測定した。

鼓膜温 (T I y) : 脳温の指標としてTI yを用いた

5)。 耳鏡により鼓膜の位置を確認した後、T I平掏皮re 温(T,,) : 上記の全身7ケ所で測定したT,,に それぞれの部位の面積比を乗じ、 以下の式より算出した。
T., = O. 07T1+0.14T2+0.05Ta+O.35T1+0.19Ts+

測定素子 (PZL-74、Technol Seven、横浜）の先

0.13T6+0. 07T1

端が鼓膜光錐部にあたったことを確認してから、（但し、T1は前額、店は前腕、Tsは手、T1は胸、外耳道を脱脂綿で塞いでリ ー ド線を固定し、断熱

店は大腿、Tsは下腿、T1は足の各T,,)の目的で四角く切った脱脂綿で耳介部全体を覆った。

眼角静脈血流(Q。 V) : Q。 V の方向と速度は超音
波ドップラ ー 血流計(Model 909、Parks、Oregon): サ ー ミスタ ー 温度素子により、により連続測定した。 測定プロ ー プは、8MHzの静全身7ケ所（前額、前腕、手、胸、大腿、下腿、脈血流用のダイレクトモ ー ドに合わせ、 眼角静脈足）の皮膚で測定した。 サ ー ミスタ ーは、先端部上の皮旧に対して垂直に近い角度をもって接触さ分を皮膚に 接触させてその上からサーせて固定した。 内側をスポンジで覆ったアルミニプを一重にして皮膚に貼付した。 これらT,,は、ウム製のヘッドバンド（幅 3cm) で素子を固定しサ ー ミスタ ー 温度デ ー タ収録装置 (K923、タカラた。

皮膚温(T,,)ージカルテ-exercise
1.5 kpintensity
sweating= 13/minャ FSW
expulsions·j「- I, て..:II!

. .↓:

苓9a」
eF
全 PEmq a>-

I I; |＇，
I

2.5 kp3.5 kp:.

I|I

図 3 前額の発汗カブセル内の相対湿度の変化．
上線：化粧なし（左顔半面）、下線：化粧あり（右顔半面）、
運動強度： I. Skp, 2. Skp, 3. Skp 、F,. : 発汗拍出頻度-125-1 min2.438

統計処理

各 変 量 の 時間 経過に伴う変 化 は 、 one-wayG゜ 36

ANOVAで検定し、有意性が認められた時、pairedのI- 34．

Student's t-testを行った。 変量は全てmean土32SEとして求め、統計的有意水準は5%とした。
33. 1

結38 1

G 31s

凸｀ 375

果a,

37 2

運動実験

36 9

図3は前額に貼付したカプセル内の相対湿度の変化について、各運動強度の終了前1分間の左（化��粧なし）と右（化粧あり）の前額の2ケ所で同期ごIした発汗波を線で結んで示した。 発汗拍出頻度は

0.3°゜ 咄,.

••• ,疇H

I-臨 -0.3

運動強度1. 5kpで13/min、2. 5kpで20/min、3. 5kp

807060TIME (min)
図5 フードで頭部全体を覆った時の平均皮唱温(T',)、 前額皮虐温(T hoad) 、鼓膜温(T ")、 食道温(T")、T T"の経時的変化
HOOD : フードで頭部全体を覆った1 0分間
50で28/minであったV 発汗拍出は化粧なしの部位と化粧ありの部位で同期し、 この同期は運動強度か増加しても常に 一 致した（図2)。
図4は前額の発汗量の経時的変化を1分毎に6名豆―の平均値で示した。 運動時の発汗潜時は化粧なし

一被験者において発汗潜時は化粧の有無に関係なく 一致した。 発汗鼠は化粧ありの方が化粧なしよ4り若干少ない傾向にあるが有意差はなかった。

6(':>
as;E':>)>
00

被験者において発汗潜時にばらつきがあるが、同

12 10 8で415土30秒、化粧ありで415土30秒であった。 各20fl12!� 。1.0
一．

t- 。

.8 -.6 .,"';: 0.4
E02ョ
00 ←’-5

図6゜51015TIME(min)202530

図4 前額発汗量（ふ,w)の経時的変化．
〇：化粧なし（左顔半面）、● ：化粧あり（右顔半面）

-126-

5055

706560TIME (min)75

フードで頭部全体を覆った時の眼角静脈血流
CQ" .)の経時的変化. Q い はプラス側が顔面側から頭蓋内への流入を、 マイナス側が頭蓋内から顔面側への流出を示す 。
in : Q。"の頭蓋内への流入成分 、
OU l : Qぃの頭蓋外への流出成分 、△ Qo, : Q。. (J)フード装培前10分間に対する変化分80

化粧が高温環境下の発汗反応及び選択的脳冷却機構に及ぽす影醤

3.2

体加温実験

面皮膚側への流出成分(out)はフ ー ドで頭部全図 5 はT'' 、 前額皮膚温、 T, y 、 T,, 及び T,, からT,, の値を差 し引いた値についてフー体を覆った時ほとんど変化せず(3. 08士0.45cm/ドで頭部全secから3. 11土0. 68cm/sec)、 流入成分(in)よ

体を覆う前、 中、後の経時的変化 を6名の平均値

りも小さかった 。 眼角静脈を経由して頭蓋内の海と標準誤差で示した。 頭部全体をフードで覆った綿静脈洞へ流れる血流はフ ー ドで頭部全体を覆っ時、 前額皮膚温は33.44土0. 37℃から36. 65土た10分間に6. 97土0. 76cm/secから8. 23士0. 81ml

0. 22℃に急激に上昇した。 フ ー ドで頭部全体をsecに約18%増加し、その変化分は有意であった。

覆っている10分間に、T,, はほとんど変化しなかっ

図7は安静時より約0. 6℃高いT…の状態で維持たが、T,, は37. 36士0. 09℃から37.51士0. 05℃ ヘし、 フ ー ド装着後に失神直前の症状を起こした被と0. 18℃上昇しT,, より高くなった。T,'からT.,

験者について のデ ー タである。フ ー ドで頭部全体を差し引いた値は+O. 09℃から-0.16℃へと有意にを投った間、 この被験者のTぃは常にT, • よりも低下降した。

く保たれた。 この被験者のQ。 はフ ー ドで頭部全V

図6は眼角静脈の血流動態 についてフートで頭体を覆った時、海綿静脈洞への流入成分が徐々に部全体を覆う前、 中、後の経時的変化を6名の平増加する傾向を示した（図8)。

均値と標準誤差で示した。 眼角静脈の頭蓋内の海綿静脈洞への流入成分(in)はフ ー トで頭部全体4考を覆った10分間に10. 05士0.49cm/secから11. 33土0.55cm/secに増加した。 眼角静脈の頭蓋内から顔

4. 1

察運動実験

前額部の発汗の拍出は化粧なしの部位 と化粧あ

faintりの部位で同期し、 その頻度は運動強度に依存して増加した（図3)。Sugenoyaら G lはmicroneuro­
graphyによる皮膚交感神経活動と発汗拍出頻度との関係について、発汗の拍出は皮膚交感神経の発faint44020000ー―

420sa1L'O。)A←((-:,as1E0)>oo8f)J
OO」(Q o )

7 43 0637 37 37 36⑱

l .t|i ．-＇t:t

射と常に 一致し、発汗中枢機構の活動を示すこと

56

HQQD
5860626466

68-470TIME (min)図754

フ ー ド装看実験で失神を起こした被験者の平均皮麻温(T") 、 前額皮序温(T ocad)
鼓膜温(T .,) 、 食道温(T',) 、 T,,-T.,

図8、の経時的変化．矢印：被験者が失神し実験を中断した 。 記号は図Sに準じる 。

-127-

一HOOD

56586062

TIME (min)6466

フ ー ド装渚で失神を起こした被険者の眼角静脈血流(Q…）の経時的変化 ，
矢印：被験者が失神し実験を中断した。
記号は図6に準じる。

68

”は発汗拍出頻度が発汗遠心路者に比べてフ ー ドのある方で有意に高くなった。

における干渉が汗の拍出頻度や同期性には影響せこの結果は汗の蒸発効率が悪いと脳温が下がらずず、拍出波の大きさにのみ影響すること、たとえ運動能力が減退することを示唆する。本被験者のばー側側胸部の圧迫により、同側上半身の発汗量

内省報告では化粧の有無による頭部の温度感覚、は減少するが、 その際対側の発汗と比べ拍出の同湿度感覚の違いが得られなかった。このことか期性は失われず、拍出波の波高が低下しているこら、運動時の化粧は発汗効率を抑制させず、運動とを報告した。本研究で前額部の発汗拍出が化粧

パフォ ー マンス、精神的疲労度に影磐しないと推ありの部位と化粧なしの部位でまったく同期して察される。

を報告した。小川いることから、少なくとも発汗遠心路においては化粧の有無による影器はないと考えられる。

4. 2

体加温実験

前額部で化粧ありの部位の発汗量は化粧なしの頭部全体をフ ー ドで覆い汗の蒸発による熱放散部位に比ぺて僅か に少くないことが観察されたを抑制した時、前額T, kが急激に36. 65℃に上昇し（図4)。多量発汗または高湿環境下で発汗を続けた（図5)。皮下深層の静脈血の温度はこれよりもると、発汗星が次第に減少する。これは表皮の湿さらに高いと考えられる。 フ ー ド で頭部全体 を潤に関連した局所的な現象とみなされ、発汗漸減覆っている間、高体温で眼角静脈を経由して頭蓋hidrorneiosisと呼ばれている。発汗漸滅は水の浸内の海綿静脈洞へ流入する血流はさらに増加した透によって角質層が膨張し、汗腺導管の汗口部の（図6)" この時のT,, はほとんど変化しなかった

狭窄ないし閉塞か起こるためと考えられる 8 - 9 >。

が、T .,.は徐々に上昇しT…よりも高いレベルに達発if漸滅の速度は最高発汗時の無効発汗最が多い

し、T…からT,, を差し引いた値（選択的脳冷却のほど速い こ と 、 発 汗 漸 減 に よ り 無 効 発 汗量効率）はプラスからマイナスに転じた（図5)。導(dropping)のみが減少し有効発汗量 （皮洞から出静脈には静脈弁かなく血流は頭蓋骨を挟んで内の蒸発量）は変化しないこと、発汗漸減は無効発外のどちらの方向にも流れうる。偶蹄類では眼角汗温がなくなるまで進行し、 その後は発汗量は滅-静脈の血流の方向が中枢神経により調節されたも少しなくなることか知られている 1 0 1 1) 。 このこのであること、この眼角静脈の血流の方向の転換とから、化粧をした部位の発汗量の僅かな減少はは高体温で顔面静脈の平滑筋が強く収縮し眼角静皮府と化粧の間における湿濶が発汗漸減現象を起脈が拡張して、鼻粘膜からの静脈血が総て眼角静こした可能性か示唆される。しかしながら、化粧脈 経 由 で頭蓋底の 静 脈裳に至る よ う に な るこの有無で発汗塁には有意差かないことから、化粧と I -2) 、ラクダでは顔面静脈の組織温度が上昇しは有効発汗量に影響せず、蒸散性熱放散量を抑制その部の平滑筋の収縮が起きることが報告されてしないと考えられる。

いる。 ヒトでは、眼角静脈の機械的閉塞で脳温がCabanacとCaputa 1 2> は暖かい環境で被験者に自著しく上昇すること 3) 、眼角静脈から頭蓋内の海転車エルゴメ ー タ ー 運動を行わせた。この自転車

綿静脈洞への血流の流入は、末梢皮Jjjからの温度は被験者自身が最も1曹ぎやすい負入力に関係なく、深部体温がある温度レベルに達荷羅を自分で調節できるような装愉であった。被すると決まって急激に始まる 4 )。今回の結果かエルゴメー タ ー験者には一回はプラスチックのフ ー ドを被って頭ら、 高体温で眼角静脈の流入の方向が頭器内へ転部に風が当たらないようにし、他の―回は頷に小換した後、顔面、頭皮の静脈血が十分に冷却され型扇風機で風を送ったが、フ ー ドを着用した被験ず高い値を保つ時 には、眼角静脈血流の流入が増者は自転車を漕ぎはじめて間もなくペダルの負荷加して脳温をさらに上昇させる危険性のあること量を軽減した。TI y は顔に風が当たっている被験が推察される。

-128-

化粧が高温環境下の発汗反応及び選択的脳冷却機構に及ぼす影饗

during exercise in humans, Eur. J. Appl.

フ ー ドで頭部全体を覆った時に失神を起こした
被験者の眼角静脈は徐々に増加したが、T'rは常にT•'よりも低く保たれていた（図8)。 この被験1., 64 92-97 1991
5) Brinnel H and Cabanac M, : Tympanic

脈を経由した血流の頭蓋内への流入増加で頭蓋内·防'}'S心者で失神を惹起させた誘因の 一 つとして、 眼角静6) Sugenoya J, lwase S, Mano T and Ogawa T,

圧が上昇し脳を圧迫する可能性が考えられる。 こ: Identification of sudomotor activity
in cutaneous sympathetic nerves usingの点についてはさらに検討が必要であり、 高温環境下での脳障害や熱中症の発生の機序を解明して

sweat expulsion as t �e effector res­、ponse, Eur. J. Appl. P/Jysiol., 61 302-308

いく上で今後極めて重要な課題といえる。
5謝temperature is a core temperature inman, J. T/Jer,、,. p,力,ysiol., 14 47-53 1989

1990

辞

ご援助いただきましたコスメトロジ ー 研究振興

財団、本実験の被験者諸氏に深謝します。

7) 小川徳雄、：発汗活動に影磐する中枢性および末梢性要因、 日本生理誌、48 1-13 1986
8) Sarkany L, Shuster S and Stammers M, :Occlusion of the sweat pore by hydra­

引用文献1) Johnsen HK, : Nasal heat exchange, anexperimental study of effector mecha­
nisms associated with respiratoryheat loss in Norwegian reindeer (Rangi­fer tarandus), 1/nJ°v. of T.romso, がb.rll'ay, 72-87 1988
2) Elkward AO, Al-Zaid NS and Bou-Resli MN,: Facial vessels of desert camel(Camelusdromedarius): role in brain cooling, A尻J. P/Jysio!., 2 58 R602-R607 1990
3) Nagasaka T , Hi rashita M, Tanabe M,
Sakurada S and Brinnel H: Role of theveins of the face in brain cooling
during body warming in human subjects,
Jpn. J. /Jia認teor., 27 113-120 1990
4) Hirashita M, Shido O and Tanabe M,:Blood flow through the opthalmic veinstion, Brit. J. 先rmatol., 77 101-104 1965

9) .Kerslake DMck,: The stres s of hotenvironments, Cambridge UniversityPress, London, 1972

10) Candas V, Libert JP and Vogt JJ, :Sweating and sweat decline of resting

men in hot humid environments, Eur. J.

App/. P/Jysiol., 50 223-234 1983
11) O g a w a T , A s a y a m a M, S u g e n o y a J,
Fujimatsu H, Miyagawa T and Terai Y,:Temperature regulation in hot-humid
environments, with special reference tothe signif icance of hidoromeiosis,

J. Jj力erm. Biol., 9 121-125 1984
12) Cabanac M and Caputa M, : Open 1 oop-129-

increase in trunk temperature producedby face cooling in working humans,
1 月l;ysiol., 289 163-174 1979